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B1a1405d57421e9ea65681aaeb9266161cc2cb42 【編按】在上一篇裡,Bird談到大腦和眼球對動態物體的追蹤模式,以及CRT和LCD在顯示動態影像上的差別;本篇接著談到LCD如何透過各種奇技淫巧來降低動態物體邊緣模糊的問題。前回鳥大師初試啼聲,佳評如潮,這回再度發功,同樣精彩萬分;快快按下繼續閱讀,繼續看鳥大師精彩的論述吧!

LCD的救贖

既然我們的大腦需要的是想像空間,我們能不能在LCD上創造出這樣的空間讓它發揮呢?理論上做得到,但實務上卻是困難重重。兩個主要的障礙是LCD面板的驅動方式,和亮度的問題。

TFT-LCD的驅動方式,是將整條線的顯示資料以高速的串列界面傳送到source driver上備妥後,開啟對應的gate driver,一次更新一條線;而沒被更新到的線就會維持原來的狀態。在這樣的架構下,不可能一次只亮一個點,因為更新的單位是一整條線。如果要一次只能亮一條線的話,還得修改gate driver的架構,讓沒被更新到的線統統關掉不亮,而非維持它們原來的狀態,這可是個大工程。

除此之外,亮度是更大的問題。對於impulse type的顯示器,人眼會把在短時間所見到的亮度,在時間上做平均,因此若單看CRT所打出來的每個點,在它被點亮的那一瞬間,亮度其實遠比我們所見到的要高,只是因為它亮的時間很短暫,它的亮度要跟不亮的週期做平均,才是我們看到的亮度。而對LCD這種hold type的顯示裝置來說,因為每個點在任何時間都是亮著的,所以我們看到的畫面亮度差不多就是每個點的真實亮度。

如果我們要用逐條點亮的方式讓LCD也能有類似impulse type顯示裝置的效果,那每條線單獨被點亮時的亮度都要大幅增加。以full HD的LCD面板來說,一個畫面有1080條線,如果一次只亮一條線,那亮度的工作週期(duty cycle)就變成原來的1/1080,也就是說每條線都必需要有原來1080倍的亮度,才能得到和原來所有的線都一起點亮時一樣的整體亮度。這在工程上幾乎是不可能也不實際的事。

不過,總有變通的辦法。

閃背光和插黑

如果沒辦法一次只亮一條線,那多亮幾條應該是不錯的主意,反正只要不是所有的線都一起亮,多少就能給大腦一些空間去想像。因此有聰明的廠商就想出了操縱背光的方法來達成類似的效果。

以一般電視用的LCD面板來說,後面大概藏了十幾隻到二十幾隻不等的冷陰極背光燈管,它們是日光燈管的親戚,不過構造和原理略有差異,但壽命較日光燈管長很多。如果我們讓背光燈管一次只亮一部份,而不要全部同時點亮,看起來的效果就會像一次只點亮某些線,而不是整片LCD上的線同時發亮。這樣做的好處是雖然每組燈管的亮度都需要提高,但不用提高到那麼多倍。如果一次只亮五分之一的燈管,那每組的亮度只需要原來的五倍就可以達到同樣的平均亮度,這不是什麼太難做到的事。

除了分組亮,也可以全部一起亮再全部一起關掉,這樣所造成的效果就是在兩個顯示出來的畫面中插入一個全黑的畫面。這個效果和電影放映機比較接近,放映膠片的電影放映機有快門機構,在一格畫面投射完成後,會用快門蓋住鏡頭,讓膠片移動到下一格,再打開快門投射,週而復始。藉著快門關閉的這個動作,電影放映在兩格畫面之間有全黑的狀態存在,而讓看電影的大腦有時間去補償這兩格畫面間的不連續之處。因此電影畫面投射時雖然是整個畫面一起亮,但在高動態場景時卻不會讓觀賞者感受到太多運動模糊。

除了閃背光可以做出插黑畫面的效果外,也可以直接操縱LCD面板來插入黑畫面。做法就是將LCD面板的驅動速度提高一倍,每顯示完一個畫面後,就再顯示一個全黑的畫面,這樣做出來的效果和背光整片一起閃的效果類似。不過這樣做同樣會有亮度的問題,因為每個畫面都要和接下來的黑畫面做平均,所以整體看起來的亮度只剩下一半。有些廠商曾經試過以插入灰色畫面的方式來改善亮度損失的問題,雖然亮度的損失沒那麼大,但因為灰色畫面會干擾大腦的動態補償,因此效果沒有插黑畫面來得好。

以上的種種努力,都是為了在LCD上創造出一個眼睛看不到影像的短暫時間,好讓大腦能利用這個時間去假想出兩個畫面之間的動態部份,但因為插入的不是影像,所以代價都是損失畫面的平均亮度。如果我們再做超過一點,乾脆就幫大腦算呢?下篇我們再來介紹目前有哪些技術可以做到這件事,以及會造成什麼樣的問題。

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1.  wellss (發表於 2009年7月24日 13:46)
人的大腦真的是很神奇的東西... 這叫動態視覺成像 讓我想起看過的神奇圖 像這張:
http://img404.imageshack.us/img404/5504/32591542.jpg

圖片中 A 點跟 B 點的顏色其實都是一樣的,看來這篇所說跟該圖有類似的異曲同工之妙 (可以用小畫家修改,把其它區塊塗掉)。
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2.  Kevin Lin (發表於 2009年7月24日 14:33)
我有個問題,按這個樣子的確可以讓大腦想像空間增加,提高解析度。但是LCD接下來的主流會改成LED背光面板,LED應該是點陣列方式排列的吧@@?這樣的話說不定比原來燈管方式更容易改善?

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